Автономное устройство передачи данных о температуре и давлении в скважине Советский патент 1982 года по МПК E21B47/06 E21B47/12 

1

Изобретение относится к разведке и разработке нефтяных или газовых месторождений и предназначено для передачи информации из забоя при бурении разведочных и опорно-технологических нефтяных или газовых скважин и при освоении.

Известно устройство для передачи информации из скважины на поверх ность 1.

Также известно автономное устройство передачи данных о температуре и давлении в скважине, включающее синхронизируемый тактовый генератор, генератор несущей частоты, датчики давления и температуры, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, регистр сдвига, прерыватель, усилитель и акустический излучатель, причем выходы датчиков соединены с входом коммутаторов, выход синхронизируемого тактового генератора соединен со BTipbFM входом региствя

сдвига, d выход генератора несущей со вторым входом прерывателя С2.

Недостатком устройства является небольшая дальность передачи без использования ретрансляции.

Цель изобретения - увеличение дальности передачи без ретрансляции.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено последовательно соединенными программным блоком, формирователем ударного импульса и динамическим виброгасителем, при этом второй выход программного устройства подключен ко входу синхронизируемого тактового генератора, а третий выход - ко второму входу усилителя.

На фиг. 1 приведена функциональная схема автономного устройства 20 передачи данных о температуре и давлении в работающей нефтяной или газовой скважине; на фиг. 2-1 графики последовательности импульсов в зависимости от времени.

Устройство содержит программный блок 1, формирователь 2 ударного импульса, динамический виброгаситель 3 колонну Ц, датчики температуры 5 и давления 6, коммутатор 7 аналого-цифровой преобразователь 8, регистр 9, тактовый генератор 10, прерыватель 11, генератор 12 и усилитель 13.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу программного блока 1 в момент t, формирователь 2 ударного импульса формирует импульс тока (фиг.2), который преобразуется динамическим виброгасителем 2 ударного действия (выполненным в виде электромагнитного ударного устройства) в ударную волну, распространяющуюся по колонне . С ее помощью осуществляется локальное виброгашение. Образовавшаяся зона виброгашения характеризуется малым уровнем шумов, заполняется высокочастотным сигналом, представляющим собой две кодовых последовательности радиоимпульсов разделенных защитным промежутком (фиг.6).

С датчиков температуры Ь - давления 6 в аналоговой форме снимаются сигналы в виде напряжения, однозначно связанные с измеряемой температурой и давлением в затрубном пространстве. Посредством коммутатора 7 они поочередно подаются на аналогоцифровой преобразователь 8, который преобразует эти напряжения, например, в восьмиразрядный двоичный код. Оба кодовых восьмиразрядных слова, первое из которых соответствует температуре, а второе давлению, переписываются в регистр 9 сдвига. По сигналу со второго выхода программного устройства в момент t (фиг.З) синхронизируемый тактовый генератор 10 формирует пакет, состоящий из 9 тактовых импульсов (8 информационных разрядов, 1 проверочный), (фиг.). На интервале от t- до t и в регистре 9 сдвига выводится бинарная кодовая последовательность (фиг.5), соответствующая значению температуры, и поступает на прерыватель 11. На каждую логическую единицу прерыватель 11 формирует радиоимпульс длительностью 0,5 длительности такта (фиг.61.

На второй вход прерывателя 11 с генератора 12 поступает напряжение несущей частоты. Сформированный прерывателем сигнал усиливается усилителем 13 и подается на излучатель }k, который преобразует электрический сигнал в упругие колебания, распространяющиеся по колонне k. В момент t 7 t. со второго

0 выхода программного блока снова подается импульс запуска на синхронизируемый генератор 10 (фиг.З) который снова формирует тактовую последовательность, состоящую из девяти импульсов (фиг.4). С ее помощью из регистра 9 выводится кодовое седло, соответствующее значению давления (фиг.5). Как и предыдущее кодовое слово, оно подается на прерыватель

0 11 который формирует новую последовательность радиоимпульсов, (фиг.6), далее она усиливается и излучается излучателем 1.

С целью экономии питания и устранения паразитных излучений с выхода 3 программного блока 1 на усилитель 13 по второму входу подается управляющее напряжение, запирающее усилитель в-паузах, например, на интервалах t t, t - t (фиг.7).

В момент tg начинается новый цикл работы устройства, т.е. с первого выхода программного устрбйства на формирователь 2 ударного импульса подается импульс (фиг.2), приводящий в движение динамический преобразователь и т.д.

Предлагаемое устройство дает существенный экономический эффект за счет исключения ретрансляторов из канала передачи данных. Для глубокого разведочного и кустового наклонно-направленного бурения, что характерно для Западной Сибири, количество ретрансляторов на одну скважину достигает штук. Для одного куста - от 15 до 50 штук.

Формула изобретения

Автономное устройство передачи данных о температуре и давлении в скважине, включающее синхронизируемый тактовый генератор, генератор несущей частоты, датчик давления и температуры, коммутатор, аналогоцифровой преобразователь, регистр сдвига, прерыватель, усилитель и акустический излучатель, причем выходы датчиков соединены с входом коммутатора, выход синхронизируемог тактового генератора соединен с вто рым входом регистра сдвига, а выход генератора несущей частоты - с вторым входом прерывателя, отли чающееся тем, что, с целью увеличения дальности передачи без использования ретрансляции, оно снабжено последовательно соединенными программным блоком, формирова +З6 телем ударного импульса и динамическим виброгасителем, при этом второ выход программного устройства подключен к входу синхронизируемого тактового генератора, а третий выход - к второму входу усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №757697, кл. Е 21 В 47/12, 1978. 2. Патент Франции №2376288, кл. Е 21 В , 1977.

фиеЛ